β-連環蛋白與細胞周期蛋白 D1在宮頸鱗癌中的表達及意義

史慧星,陳 云,游慶朋,楊 磊,袁 紅

宮頸癌是女性常見惡性腫瘤,宮頸癌的發生與發展是多因素多階段演變的結果,多種癌基因及抑癌基因參與了癌變過程。今后的目標是在力爭早期診斷的同時,在分子生物學基礎上確定宮頸癌發生及發展的始動環節,采用針對性的靶向治療。Wnt信號傳導通路是一種對控制胚胎發育有重要作用、進化上保守的信號傳導通路,其決定細胞的分化和增生。研究表明 Wnt信號傳導通路不恰當的激活參與了多種人類腫瘤的發生和發展。Wnt通路致癌的關鍵是 β-連環蛋白 (β-catenin)降解障礙致使胞質內游離的 β-catenin聚集并與 Tcf/lef結合進入細胞核,激活下游靶基因細胞周期蛋白 D1(cyclinD1)的轉錄,導致腫瘤的發生。Wnt信號通路途徑的改變在大腸癌發生中的作用已較明確,在其他惡性腫瘤中的改變也顯示出重要意義,深入了解該途徑的特點及其在宮頸癌中的變化對于宮頸癌的早期診斷、預后判斷及靶向治療研究具有重要的意義。本研究應用免疫組織化學方法檢測正常宮頸鱗狀上皮組織、宮頸上皮內瘤樣病變 (cervical intraepithelial neoplasia,CIN)、宮頸鱗癌組織中 β-catenin與 cyclinD1的表達情況,分析其表達率的變化,探討其在 Wnt信號通路中對宮頸鱗癌發生、發展的作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象 標本來源于 2007年 4月—2008年 12月河北省邢臺市人民醫院及邢臺礦業集團總醫院病理科宮頸癌手術和活檢的存檔蠟塊。患者術前均未行放療或化療。宮頸鱗狀細胞癌 42例 (宮頸癌組),按組織學分級:Ⅰ級 8例;Ⅱ級 22例;Ⅲ級 12例。其中有淋巴結轉移者 10例,無淋巴結轉移者 32例。患者年齡 31～68歲,平均 48.9歲。CIN 20例 (CIN組,其中 CINⅡ級 9例,CINⅢ級 11例)。同時取正常宮頸組織 8例作為正常對照組。

1.2 試驗材料 β-catenin鼠抗人單克隆抗體為 ZYMED公司產品。CyclinD1兔抗人多克隆抗體為 Labvision公司產品。羊抗鼠二步法通用型試劑盒。羊抗兔二步法通用型試劑盒。EDTA抗原修復液。封閉用正常山羊血清工作液。顯色底物:3,3-二氨基聯苯胺 (DAB)。以上試劑均購自北京中山生物技術有限公司。

1.3 方法 (1)采用 β-catenin免疫組織化學染色:二甲苯脫蠟 10 min×2,梯度乙醇入水 (100%×1,90%×1,80%×1)各 10 min,PBS緩沖液 5 min×1,在 3%甲醇 -過氧化氫混合液室溫 15 min,滅活內源性過氧化物酶,PBS緩沖液 5 min×3,EDTA抗原修復液,微波爐高火 2.5 min,解凍檔 10 min,室溫冷卻 30 min,PBS緩沖液 5 min×3,10%山羊血清封閉,濕盒內室溫 30 min,β-cat鼠抗人單克隆抗體 (工作液 1:100),濕盒內 4℃過夜,PBS緩沖液 5 min×3,羊抗鼠二步法工作液濕盒內室溫 30 min,PBS緩沖液 5 min×3,DAB顯色液,組織顯色后用自來水中止反應,Mayer氏蘇木精染液20 s,自來水沖洗,乙醇脫水 (80%×1、90%×1、100%×1)各 10 min,二甲苯透明,中性樹脂封片。 (2)cyclinD1免疫組織化學染色。方法同上,以 cyclinD1兔抗人多克隆抗體和羊抗鼠二步法工作液代替 β-cat鼠抗人單克隆抗體和羊抗鼠二步法工作液。

1.4 結果判定標準 β-catenin:正常表達定位于細胞膜,細胞膜上有均勻的棕黃色著色,而胞漿中無染色或僅有微弱著色。細胞膜染色明顯減弱或消失同時胞漿或細胞核著色則判定為異常表達。cyclinD1:CyclinD1染色后棕黃色顆粒位于細胞核為陽性,以陽性細胞計數。染色細胞 ＜5%為陰性 (-),≥5%陽性細胞為陽性 (+)。

1.5 統計學方法 采用 SPSS 11.5統計軟件包進行統計分析。采用 χ2檢驗,四格表確切概率法和 Spearman相關分析,以 P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 β-catenin在正常宮頸鱗組織、CIN及宮頸癌中的表達β-catenin在 8例正常宮頸鱗狀上皮組織中均未見異位表達(見圖1),在 CIN、宮頸鱗癌組織中的異位陽性表達率比較,差異有統計學意義 (χ2=4.69,P＜0.05)。正常宮頸組織中 β-catenin主要在胞膜表達,CIN和宮頸鱗癌中 β-catenin在胞膜表達明顯減弱或缺失,隨著病變的發展,β-catenin逐漸呈現在細胞質內表達,而宮頸鱗癌中胞質的表達進一步增強,但本組未發現有明顯的細胞核內表達 (圖 2～3)。β-catenin在宮頸鱗癌不同組織分級中異位表達率間差異有統計學意義(χ2=9.30,P＜0.01);CIN組因例數較少未再行不同分級間比較。宮頸鱗癌淋巴結轉移組 β-catenin異位陽性表達率與未轉移組比較差異無統計學意義 (χ2=0.00,P＞0.05,見表 1～2)。

2.2 cyclinD1在正常宮頸組織、CIN及宮頸鱗癌中的表達cyclinD1在正常宮頸上皮細胞中均未見陽性表達,cyclinD1陽性表達定位于細胞核 (見圖 4～5)。cyclinD1在 CIN、宮頸鱗癌組陽性表達率間差異有統計學意義 (χ2=5.52,P＜0.05,見表 1)。在宮頸鱗癌各分級組織中 cyclinD1陽性表達率間差異有統計學意義 (χ2=5.52,P＜0.05);宮頸鱗癌淋巴結轉移組 cyclinD1的陽性表達率與未轉移組比較差異無統計學意義(χ2=0.36,P＞0.05,表 1～2)。

表1 β-catenin、cyclinD1在正常對照組、CIN及宮頸鱗癌組織中的表達比較Table 1 The expression ofβ-catenin and cyclinD1 in squamous cervical carcinoma,cervical intraepithelial neoplasia

表2 β-catenin、cyclinD1在宮頸鱗癌中的表達與組織分級及淋巴結轉移的關系Table 2 Correlation between the expression ofβ-catenin and cyclinD1 and tumor differentiation and lymph node involvement in squamous cervical carcinoma

圖1 β-catenin在正常組織中的表達 (×400)Figur e 1 Membranous immunostaining ofβ-catenin in normal squamous cervical epithelium

圖2 β-catenin在 CIN組織中的表達 (×400)Figure 2 Abnormal expression ofβ -catenin in CIN

圖3 β-catenin在宮頸鱗癌組織中的表達 (×400)Figur e 3 Ectopic cytoplasmic accumulation ofβ -catenin in squamouscervical carcinoma

2.3 宮頸鱗癌組織中 β-catenin與 cyclinD1表達之間的關系

在宮頸鱗癌組織中 β-catenin與 cyclinD1共陽性表達有 21例,共陰性表達有 10例,β-catenin的異常表達與 cyclinD1的陽性表達呈正相關 (r=0.885,P＜0.05,見表 3)。

表3 β-catenin與 cyclinD1在宮頸鱗癌中表達的相關性Table 3 Relationship between expression ofβ -catenin and cyclinD1 in squamous carcinoma of the uterine cervix

圖4 CyclinD1在 CIN組織中的表達 (×400)Figure 4 Expression of cyclinD1 in CIN

圖5 CyclinD1在宮頸鱗癌組織中的表達 (×400)Figur e 5 Overexpression of cyclinD1 in squamous cervical carcinoma

3 討論

宮頸癌是全球婦女中僅次于乳腺癌的第二大常見惡性腫瘤,在發展中國家女性中其發病率居第一,據世界范圍內的統計,每年大約有 50萬宮頸癌新發病例,占所有癌癥新發病例的 15%,因此研究多種腫瘤相關因子與宮頸癌發生與發展的關系尤為重要[1]。

惡性腫瘤的發生、浸潤和轉移涉及癌細胞與細胞外基質相互作用的一系列復雜過程中細胞粘附是一個重要環節。βcatenin是一種多功能的胞漿蛋白,既能與 E-鈣粘素 (E-cadherin)組成復合體,又是 Wnt信號傳導通路的重要調控因子,參與細胞的生長分化、黏附、組織修復、腫瘤發生及轉移。正常情況下,β-catenin與 E-cadherin的胞漿部分形成 β-catenin/E-cadherin復合體,定位于細胞膜,維持上皮細胞的極性和完整性。在胞漿中 β-catenin的水平通過兩組蛋白質的功能競爭來調節:一組為破壞復合體,是由 GSK3、Axin及APC組成的一種較大的蛋白復合體,起破壞 β-catenin的作用,使其保持低水平,從而關閉 Wnt信號傳導通路;另一組為拮抗蛋白類,在對 Wnt信號反應時被活化,起拮抗破壞復合體的作用,使 β-catenin的水平升高,開啟 Wnt信號傳導通路[2-3]。正常情況下,β-catenin在細胞內保持低水平,Wnt信號傳導通路處于關閉狀態。cyclinD1是 Wnt信號傳導通路的下游靶基因之一[4]。當 Wnt/β-catenin途徑處于激活狀態時,β-catenin蛋白在細胞質及胞核中累積,作用于 cyclinD1啟動子中 LEF-1結合位點而激活其轉錄,cyclinD1與細胞周期蛋白依賴性激酶 (cyclin dependent kinases,CDKs)結合并激活后者,誘導成人視網膜細胞瘤易感基因 (Rb)產物的磷酸化。使 Rb與轉錄因子 E2F解離,游離的 E2F進入細胞核內促進基因轉錄,使細胞完成由 G1期到 S期的轉換進入增殖階段[5]。目前已知人類多種惡性腫瘤中存在 Wnt/β-catenin通路激活。免疫組織化學研究已表明在宮頸鱗狀細胞癌中發現 β-catenin和 cyclinD1的異常表達及高表達[6-10],但在 Wnt信號通路中,cyclinD1作為 β-catenin主要調節的靶基因,兩者在宮頸癌中表達的相關性尚不明確,未見相關報道。本研究對 42例宮頸鱗癌進行了 β-catenin和 cyclinD1蛋白表達的相關性進行了研究,以進一步觀察 Wnt信號通路在該腫瘤發生發展中的作用。

本研究結果顯示:β-catenin及 cyclinD1在宮頸鱗癌中的異位表達及過表達分別達 64.3%及 61.9%,與其他文獻報道相似[6-10]。相關分析顯示兩者存在正相關,且隨著正常宮頸組織→CIN→鱗癌的轉化,β-catenin及 cyclinD1的異常表達呈遞增趨勢,說明 Wnt/β-catenin通路的激活與宮頸鱗癌的發生密切相關。本結果還顯示了 β-catenin異位表達及 cyclinD1過表達與宮頸鱗癌的組織分級成正相關,表明 β-catenin的異常表達可能與腫瘤的惡性行為和去分化有一定的關系,是腫瘤細胞獲得高增殖活性和侵襲性的原因之一。由于本組隨訪不全,未能做相關預后方面的統計分析。但有文獻顯示 βcatenin的異常表達與宮頸癌患者預后無關[10]。

但目前對 Wnt/β-catenin通路在宮頸癌中異常激活的具體環節尚不完全清楚。β-catenin基因在宮頸癌中突變率并不高,有報道為 17%甚至更低[11-12],說明 β-catenin基因突變可能僅在少數宮頸癌發生及發展中起作用。另有人研究發現APC啟動子甲基化在宮頸癌中是一個頻繁事件,可能參與了Wnt/β-catenin信號通路異常激活[13-14]。

綜上所述,β-catenin及 cyclinD1在宮頸鱗癌中的異位表達及過表達分別達 64.3%及 61.9%,且隨著正常宮頸組織→CIN→鱗癌的轉化,β-catenin及 cyclinD1的異常表達呈遞增趨勢,β-catenin異位表達及 cyclinD1陽性表達均與宮頸鱗癌分化相關,隨著宮頸癌的組織分級增高,β-catenin異位陽性表達、cyclinD1陽性表達逐漸增強,但兩者均與淋巴結是否轉移無關。以上結果表明 Wnt信號通路可能在宮頸發生發展中起著重要的作用。

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